已知直线l与椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1与直线L相交于P、Q两点,OP⊥OQ,求证:1/|OP|^2+1/
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/17 21:09:33
已知直线l与椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1与直线L相交于P、Q两点,OP⊥OQ,求证:1/|OP|^2+1/|OQ|^2为定值.
因为点P为椭圆上的点,所以设点P(acosα,bsinα)
所以OP的斜率为k1=bsinα/acosα
又因为OP垂直于OQ所以两条直线的斜率乘积为-1,
所以直线OQ的方程为y=(-acosα/bsinα)x
将OQ方程y=(-acosα/bsinα)x与椭圆的方程x^2/a^2+y^2/b^2=1联立,
得到x^2=[a^2*b^4*(sinα)^2]/[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2]
y^2=[a^4*b^2*(cosα)^2]/[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2]
此(x,y)即为Q点坐标,
所以1/|OQ|^2=1/(x^2+y^2)=[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2]/[a^4*b^2*(cosα)^2+a^2*b^4*(sinα)^2]
又因为1/|OP|^2=1/[a^2*(cosα)^2+b^2*(sinα)^2]
所以1/|OP|^2+1/|OQ|^2
=[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2+a^2*b^2]/(a^2*b^2)[a^2*b^2*(cosα)^2+a^2*b^2*(sinα)^2]
=(a^2+b^2)[a^2*b^2*(cosα)^2+a^2*b^2*(sinα)^2]/(a^2*b^2)[a^2*b^2*(cosα)^2+a^2*b^2*(sinα)^2]
=(a^2+b^2)/(a^2*b^2)
所以为定值.
所以OP的斜率为k1=bsinα/acosα
又因为OP垂直于OQ所以两条直线的斜率乘积为-1,
所以直线OQ的方程为y=(-acosα/bsinα)x
将OQ方程y=(-acosα/bsinα)x与椭圆的方程x^2/a^2+y^2/b^2=1联立,
得到x^2=[a^2*b^4*(sinα)^2]/[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2]
y^2=[a^4*b^2*(cosα)^2]/[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2]
此(x,y)即为Q点坐标,
所以1/|OQ|^2=1/(x^2+y^2)=[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2]/[a^4*b^2*(cosα)^2+a^2*b^4*(sinα)^2]
又因为1/|OP|^2=1/[a^2*(cosα)^2+b^2*(sinα)^2]
所以1/|OP|^2+1/|OQ|^2
=[a^4*(cosα)^2+b^4*(sinα)^2+a^2*b^2]/(a^2*b^2)[a^2*b^2*(cosα)^2+a^2*b^2*(sinα)^2]
=(a^2+b^2)[a^2*b^2*(cosα)^2+a^2*b^2*(sinα)^2]/(a^2*b^2)[a^2*b^2*(cosα)^2+a^2*b^2*(sinα)^2]
=(a^2+b^2)/(a^2*b^2)
所以为定值.
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